Коллекция рыб Геологического музея включает более 1046 единиц хранения и представлена образцами различных геологических эпох, начиная с девона и до наших дней.

Основу коллекции составляют образцы заграничной коллекции, приобретённой Императорским Казанским университетом у немецкой фирмы доктора Кранца из Бонна.

Значительную долю образцов составляют формы из пермских отложений Республики Татарстан и близ лежащих республик, которые были собраны А.А.Штукенбергом, А.М.Зайцевым, М.Э.Янишевским, А.В.Нечаевым, А.В.Лаврским и М.Э.Ноинским.

Часть материалов была куплена университетом у наследников горного инженера Меньшенина. Коллекция пермских рыб была обработана Б.П.Кротовым и опубликована в 1904 году.

В XX столетии коллекция пополнялась сборами Г.Н.Фредерикса, М.Г.Солодухо, В.В.Силантьева, О.П.Шиловского и других. Среди ученых, работавших с коллекцией в разные годы - А.В.Миних, М.Г.Миних, Д.Н.Есин.

Панцири антиарх неплохо сохраняются, только рассыпается хвост из чешуек. Такие панцири представителей родов Asterolepis и Bothriolepis найдены в девонских отложениях Шотландии, Латвии и Новгородчины.

От своих предков - агнат - челюстноротые (антиархи) позаимствовали только бронированный панцирь, но самым основным их приобретением было появление специальных рулей-плавников и, главное, голова стала подвижно сочленяться с телом. Самые примитивные рыбы-антиархи - это малоподвижные поедатели мелких беспозвоночных и ила.

В пермских отложениях по правому берегу реки Волги можно найти отпечатки представителей рода Paleoniscus, одних из самых древних лучепёрых, которые появились ещё в конце девона.

Напротив Казани у села Печищи в известняках казанского яруса М.Г.Солодухо были найдены прекрасные отпечатки ископаемых рыб. Большое количество отпечатков прекрасной сохранности, находят в тонкоплитчатых известняках Монастырского оврага.

Славятся отпечатками ископаемых рыб и Каргалинские рудники Оренбургской области.

В коллекции музея имеются образцы ископаемых рыб из цехштейна Германии, полученные в позапрошлом веке от фирмы доктора Крантца.

Если судить по зубу, из карбоновых отложений Шотландии, то его обладатель Rhizodus, представитель кистепёрых, достигал довольно крупных размеров.

Кистепёрые рыбы занимают ключевое место в эволюционной истории позвоночных. Поскольку когда-то в девоне некоторые из них, такие как рипидистии, дали начало амфибиям и, следовательно, позже и опосредованно - нам.

Одной из самых любопытных находок можно считать спирали крупных зубов, принадлежащих древним акулам Helicoprion bessonovi, которые были найдены в пермских отложениях в окрестностях г.Красноуфимска и доставлены в музей Г.Н.Фредериксом.

По предположениям учёных такие спирали помещались в месте смыкания половинок нижней челюсти и предназначались для выпахивания из ила зарывающихся беспозвоночных.

Неизменно привлекает внимание посетителей отпечаток спинного плавникового шипа моллюскоядной дробящезубой акулы юрского периода Hybodus sp., обитавшей в прибрежной полосе и ведущей придонный образ жизни.

В целом, разнообразие акул отражает эволюционные эксперименты с целью приобретения оптимальной формы тела и с развитием различных тиров зубной системы, что свидетельствует о разнообразии трофических адаптаций.